Kỹ thuật hàn: các khái niệm, quy tắc cơ bản và những sai lầm có thể xảy ra

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Hàn nóng là một trong những quy trình lắp ráp phổ biến nhất được sử dụng trong xây dựng và công nghiệp. Nó được sử dụng cả trong các hoạt động công nghệ cao để lắp ráp thiết bị và trong các công việc điển hình đơn giản nhất khi kết nối các kết cấu chịu lực. Trong mỗi trường hợp, kỹ thuật hàn riêng được sử dụng, phù hợp tối ưu với các thông số vận hành, điều kiện làm việc và yêu cầu về kết quả.

Hàn là gì?

Theo quan điểm cổ điển, hàn là công nghệ tạo ra các mối nối vĩnh viễn bằng cách tạo ra các liên kết cấu trúc liên nguyên tử dựa trên nền tiếp xúc nhiệt. Nói cách khác, dưới nhiệt độ cao, sự biến dạng dẻo của phôi được đảm bảo và sự trao đổi tiếp theo giữa các hạt giữa chúng, dẫn đến sự hình thành mối nối sau khi vật liệu nguội. Bản thân kỹ thuật hàn chỉ cung cấp các điều kiện cần thiết để đưa kim loại vàotrạng thái yêu cầu. Ở điều kiện nhiệt độ thường, kim loại là một cấu trúc gồm các hạt tinh thể rắn, nhưng khi đạt đến chỉ số nung nóng nhất định, vật liệu sẽ mềm đi. Đồng thời, cần nhấn mạnh rằng ảnh hưởng của nhiệt độ không chỉ mang lại tác động tích cực theo quan điểm của các khả năng gắn kết. Quá trình oxy hóa kim loại cũng xảy ra, hình thành các vết nứt ở những nơi không thích hợp do ứng suất bên trong, cong vênh và biến dạng nói chung xảy ra. Chỉ có thể loại trừ và giảm thiểu các hiện tượng như vậy thông qua việc lựa chọn đúng thiết bị và tổ chức quá trình hàn.

Mối hàn và mối nối

Để hiểu được mục tiêu của biến dạng dẻo kim loại, cần phải xác định nguyên công hàn được thực hiện cho những nguyên công kết cấu nào. Trong hầu hết các trường hợp, cần phải có được kết nối của hai phôi hoặc kết cấu với các bộ phận. Các cấu hình kết nối khác nhau - góc, mông, tee, v.v. Từ quan điểm của sự hình thành các cạnh, kỹ thuật hàn đường may cho phép tạo ra các mối nối không có góc vát, có mặt bích, cũng như với các đường vát ở nhiều hình dạng khác nhau. Một trong những kiểu vát khó nhất được coi là hình chữ X, trong đó hai cạnh thẳng hoặc cong được ghép với nhau. Mặc dù một trong những yêu cầu chính đối với mối hàn là độ kín, trong một số trường hợp, có những nhiệm vụ khá rõ ràng đối với việc hình thành các lỗ trong mối nối. Ví dụ: khi kết nối các phần tử bằng cách chồng lên nhau và không có góc vát cạnh, một lỗ kéo dài có thể được tạo ra, lỗ này sau này được sử dụng cho các nhiệm vụ kết cấu khác.

Sự đa dạng của quá trình hàn

Phương pháp tiếp cận tổ chức kỹ thuật hàn có thể khác nhau cả về các thông số của môi trường làm việc và cơ học của tác động lên vật liệu mục tiêu. Các công nghệ hàn phổ biến nhất bao gồm:

• Hàn hồ quang. Hồ quang điện được hình thành giữa bề mặt của kết cấu hoặc bộ phận cần hàn, tác dụng nhiệt dẫn đến sự nóng chảy của vật liệu. Phương pháp này có thể là thủ công, cơ giới hóa hoặc tự động. Ví dụ, kỹ thuật hàn hồ quang tự động liên quan đến việc cấp dây điện cực bằng thiết bị đặc biệt, giải phóng bàn tay của người vận hành.
• Khí hàn. Nếu trong trường hợp trước đây, nguồn nhiệt là năng lượng điện, thì hàn khí sử dụng ngọn lửa oxy-nhiên liệu với nhiệt độ 3.200 ° C. Đồng thời, không nên nhầm lẫn các phương pháp kết hợp với phương pháp này, trong đó hỗn hợp khí cũng được sử dụng, nhưng không phải là nguồn nhiệt độ cao mà để cô lập vũng hàn.
• Hàn xỉ điện. Tác động lên vật liệu là do dòng điện cung cấp, và xỉ nóng chảy đóng vai trò là chất dẫn điện và chất điều chỉnh năng lượng.
• hàn Plasma. Phương pháp hàn nhiệt độ cao sử dụng tia hồ quang plasma với năng lượng nhiệt lên đến 10.000 ° C.
• Hànlaser. Phương pháp này dựa trên việc sử dụng năng lượng quang điện tử. Sự nóng chảy của các bộ phận xảy ra dưới ảnh hưởng gia tăng của chùm sáng phát ra từ tia laser.

Máy hàn

Để thực hiện các thao tác hàn, một số phương tiện kỹ thuật thường được sử dụng, bao gồm một biến tần, một bộ chỉnh lưu và một máy biến áp. Trong mỗi trường hợp, nhiệm vụ chính của thiết bị hàn chính là cung cấp dòng điện một chiều. Thiết bị chất lượng cao cung cấp hồ quang điện ổn định và êm dịu cho khu vực làm việc. Tất nhiên, điều này áp dụng cho các công nghệ hàn điện. Kỹ thuật hàn trong môi trường khí được thực hiện nhờ các đầu đốt và hộp giảm tốc điều chỉnh việc cung cấp hỗn hợp khí từ một xi lanh. Cũng trong trường hợp hàn plasma, mỏ hàn plasma đặc biệt được sử dụng có thể làm việc với phôi dày đến 30 mm. Hơn nữa, cần nhấn mạnh rằng thiết bị khí và plasma chủ yếu không tập trung vào các nhiệm vụ truyền thống là kết nối các bộ phận kim loại, mà là cắt vật liệu dưới tác động nhiệt.

Kỹ thuật may

Mặc dù có vai trò to lớn của thiết bị, phần lớn trong công việc hàn phụ thuộc vào kỹ năng và khả năng của người vận hành, người điều khiển toàn bộ quá trình. Nhiệm vụ của người sử dụng thiết bị là kiểm soát điện cực và nguồn cung cấp vật tư tiêu hao có trong vũng hàn nơi đường nối được hình thành. Yếu tố quan trọng là vị trí của người vận hành và hướng của đường may. Các chuyên gia khuyên bạn nên thực hiện công việc, nếu có thể, ở vị trí thấp hơn, đảm bảo rằng mối hàn được hàn bằng hạt với sự mở rộng. Nó là mong muốn đạt được sự thâm nhập sâu, sẽ làm cho cấu trúc của mối nối đồng nhất và bền hơn. Trong kỹ thuậthàn thủ công, khâu làm sạch đường nối khỏi xỉ và vết ố là đặc biệt quan trọng. Nếu những sai sót như vậy không thể được loại bỏ trong phần chính của công việc, thì lớp bề mặt thứ hai sẽ phải được thực hiện. Thông thường, lớp đầu tiên chính đạt độ dày 3-4 mm, và các lớp tiếp theo - lên đến 5 mm.

Tính năng của hồ quang chìm và hàn khí

Để không phải điều chỉnh kỹ thuật hàn trong quá trình làm việc, nên tính toán ban đầu các sắc thái công nghệ có thể nâng cao chất lượng của kết quả. Hồ quang chìm và hàn khí được phân biệt bởi nó tập trung vào việc bảo vệ đường hàn khỏi ảnh hưởng tiêu cực của môi trường bên ngoài và sự nóng chảy. Ví dụ, khi thực hiện kỹ thuật hàn khí với việc cung cấp hỗn hợp argon, tác dụng tiêu cực của oxy, làm xấu đi chất lượng của cấu trúc mối hàn, bị giảm xuống. Đối với chất trợ dung, việc bao gồm nó ở vị trí đầu tiên giảm thiểu sự bắn tóe của chất tan chảy, và thứ hai, nó điều chỉnh thành phần của mối hàn bằng cách bao gồm các chất phụ gia đặc biệt được kích hoạt ở nhiệt độ cao.

Các thông số cho tổ chức sản xuất hàn

Trong phương thức sản xuất tổ chức công việc hàn, một số yếu tố của hoạt động lao động được tính đến cùng một lúc, bao gồm các yếu tố sau:

• Tỷ lệ giữa mức độ phức tạp của hoạt động và định mức thời gian để thực hiện.
• Khối lượng công việc là tỷ lệ sản lượng mà một nhân viên hoặc nhóm thực hiện trong 1 giờ. Ví dụ, trong kỹ thuật hàn hồ quang thủ công, có thể tính đến số mét của đường may đã hoàn thành hoặc số lượng các bộ phận đã lắp ráp.
• Đơn vịDịch vụ. Trong trường hợp này, chúng tôi muốn nói đến một nơi làm việc, một thiết bị hoặc một địa điểm hàn, trong đó các hoạt động của một nhân viên hoặc nhóm cũng được tổ chức.

An toàn trong tổ chức và sản xuất hàn

Quá trình hàn tiềm ẩn nhiều rủi ro và nguy hiểm về mức độ đe doạ đến sức khoẻ con người. Tiêu chuẩn an toàn hàn tập trung vào một số mối nguy hiểm cùng một lúc:

• Bức xạ hàn. Bức xạ hồng ngoại có ánh sáng chói ảnh hưởng tiêu cực đến mắt của người thợ hàn, do đó, trong thiết bị của anh ta, bắt buộc phải có mặt nạ với kính lọc và kính giảm độ tối đặc biệt.
• Hiệunhiệt. Đặc biệt khi làm việc theo phương pháp hồ quang, các tia lửa bắn ra rất nguy hiểm. Trên thực tế, nó là một kim loại nóng lỏng có thể gây bỏng nặng khi tiếp xúc với da. Để bảo vệ khỏi tia lửa và kim loại nóng, quần áo bảo vệ nhiệt đặc biệt được sử dụng.
• Nguy cơ cháy nổ. Nhiệt độ cao và vật liệu nóng bắn tung tóe làm tăng nguy cơ hỏa hoạn. Điều đáng suy nghĩ về điều này ngay cả ở khâu tổ chức quy trình, loại bỏ các vật dễ cháy ra khỏi khu vực làm việc.
• Bảo vệ đường hô hấp. Khí độc và việc giải phóng các chất độc hại khác trong quá trình phá hủy kết cấu kim loại do nhiệt cũng là một yếu tố gây ra hiệu ứng nguy hiểm. Trong trường hợp này, chỉ cần sử dụng khẩu trang và mặt nạ phòng độc là chưa đủ. Một hệ thống hoạt động là điều kiện tiên quyết cho các quy trình làm việc lâu dàithông gió trong không gian hạn chế và nghỉ làm việc thường xuyên từ 5-10 phút.

Lỗi hàn

Do sự phức tạp của quá trình hàn, giả định về lỗi công nghệ không phải là điều gì đó ngoại lệ. Phổ biến nhất trong số này bao gồm những điều sau:

• Vỡ hồ quang. Tác động nhiệt điện chưa được hoàn thành đến cuối đường nối theo kế hoạch, điều này có thể dẫn đến vết nứt ở mép của đường kết nối.
• Đường may gia cố kém bằng kim loại mỏng ở ranh giới mối nối (cắt). Một điều thường xảy ra trong kỹ thuật hàn điện áp cao. Tốt nhất, vết cắt không được sâu quá 1mm nếu không sẽ phải hàn bổ sung.
• Không có điểm kết nối trực tiếp trong cấu trúc của đường nối giữa các phôi. Nói cách khác, sự thiếu xuyên thấu còn lại, xảy ra do hướng điện cực không chính xác trong quá trình hình thành hồ quang, mà không tính đến độ sâu của hiệu ứng nhiệt.

Kết

Với tất cả sự phức tạp của công nghệ hàn, các phương pháp thực hiện chúng ngày càng trở nên dễ tiếp cận hơn đối với một chủ nhà bình thường. Điều này phần lớn là do các kỹ thuật hàn ngày càng trở nên tiện dụng hơn và an toàn hơn. Ví dụ, các biến tần hiện đại giúp bạn có thể kiểm soát thuận tiện các thông số vận hành chính của quy trình, có tính đến các đặc tính của kim loại và điều kiện môi trường. Người sử dụng chỉ cần tổ chức hợp lý khu vực làm việc và kiểm soát tốt hồ quang điện khi hình thành đường may.